CVD法制备碳纳米管阵列

突然终止生长的仪器设计图
反应开始时：向一通道通入反应混合气体 反应结束时：向二通道通入Ar气体，可实 现反应源浓度突然降为0，实现反应突然终止
对比突然终止和自然终止的SEM图
左侧为自然终止的碳管 底部SEM图 右侧为突然终止的碳管 底部SEM图 通过对比我们发现突然 终止能够避免实验结束 时的底部弯曲生长
硅片的准备 催化剂的配制及使用 实验过程


硅片的准备


将n型(1 0 0)单晶硅片切成2cm× 2cm 大小后在乙醇中超声振荡15分钟，除 去表面杂质. 用2mol/L的氢氟酸清洗。 再次超声振荡15分钟，用乙醇清洗两 到三次即可放入乙醇中留待使用。
催化剂的配制及使用
本实验的催化剂使用的二价Fe，具体配制 应用过程如下：
目前存在的问题
阵列最终长度存在瓶颈 限制生长 的机理尚 不清楚
制备超长纳米管阵列已经成 为一门艺术

美国科学家成功制备出长度达7毫米的碳纳 米管阵列
碳纳米管阵列生长模型
第一步：在衬底上均匀添铺催 化剂 第二步：碳纳米管开始随机方 向生长，彼此交联形成网状。 第三步：当网状结合够强时， 由于结合力的作用，从而拟制了 水平方向的生长，此时新生成的 碳纳米管只能垂直生长，把网状 物质“举”起来从而能够形成碳 纳米管的阵列。
CVD方法的改进
反应结束时，由于自然终止模式：停止乙 烯气体的通入，由于乙烯不会马上消失， 会导致反应物浓度的逐渐的减少，从而使 浓度扰动，导致底部弯曲生长。 在这我们考虑怎样避免底部弯曲生长，为 此有人提出 突然终止的生长模式
电双层电容
力学性能
热导材料
良好的生物相容性
高强度 复合材料
生物医学
碳纳米管 阵列
储氢特性
场发射特性
场发射 阴极材料
优良的吸附特性
储氢材料
环保材料
碳纳米管的制备方法
电弧法 激光蒸发法 低温固体热解 扩散火焰法 CVD法等
其中，如要得到碳纳米管阵列， CVD是较好的方法!~
CVD法制备碳纳米管阵列



称取40.4gFe(NO3)3· 9H2O溶解于50ml蒸馏水中。 量取15ml配好的溶液，加入30ml乙醇，并在磁力搅拌的 情况下一滴一滴的加入25ml正硅酸乙酯，滴的时间控制在 25分钟左右，滴完后室温下静置1天左右，即可配置成催 化剂溶胶。 将上面制好的硅片放在甩胶机上,转速调到3000转,然后用 滴管将溶胶滴在硅片中央,甩完胶的硅片经过500℃氢气气 氛下退火处理即可。
实验过程
附催化剂 的硅片
通C2H4,与Ar流量
置于石英舟上 推至管式管正中
抽真空,通Ar和 H2至1atm 加热至适宜温 度,关Ar通H21h
关H2 比调为20：300sccm 通Ar15min
反应20min
关C2H4,10min 后关闭Ar
抽真空,停止 加热并冷却
CVD方法制备的碳管阵列图片(1)
CVD方法制备的碳管阵列图片(2)
碳纳米管生长机理探讨
通过引入13C同位素标记法,我们研究化学气相 沉积法中碳纳米管的生长模式
结果显示阵列顶部是先于底部生长出来 我们判定化学气相沉积法中碳纳米管以
析出模式生长
碳纳米管阵列SEM图
A图：放大倍数小的 侧面观测图 B图：从上往下的正 视图放大倍数高的 测视图，交错成网 状 C图：放大倍数高的 侧面观测图，直立 生长
CVD法制备碳纳米管阵列 (CVD growth of Carbon Nanotube Arrays)
陶泽天(报告人) 组员： 赵凌 贺贝贝 汪雯 薛燕
(Group NO. wenku.baidu.com)
主要内容
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碳纳米管概述
CVD法制备碳纳米管阵列 实验结果及机理讨论
碳纳米管性能及用途
电化学特性
极高热导率和 极低界面热阻